Física moderna
Retrodispersión Compton (180°)
A θ = 180° el desplazamiento de longitud de onda es máximo (2λ_C).
Retrodispersión Compton (180°) — simulación interactiva de Física moderna. A θ = 180° el desplazamiento de longitud de onda es máximo (2λ_C). Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.
Retrodispersión
En θ = 180° el desplazamiento de longitud de onda es máximo (2λ_C).
La retrodispersión a θ = 180° da el corrimiento de Compton máximo Δλ_max = 2λ_C, porque cos 180° = −1. El fotón incidente dona el máximo momento al electrón de retroceso; el fotón dispersado emerge con la longitud de onda más larga y la energía más baja. Compara este límite con ángulos menores en el escenario.
- Desplazamiento máximo de Compton Δλ_max = 2λ_C
- Retrodispersión θ = 180°
Resumen de la investigación
Planifica la pregunta antes de abrir el laboratorio
El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.
Pregunta guía
Un fotón que se dispersa hacia atrás (180°) transfiere el mayor momento posible al electrón que choca. ¿Este caso de retrodispersión proporciona el mayor cambio de longitud de onda Compton posible?
Predicciones a evaluar
- El cambio máximo ocurre en algún otro ángulo.
- El cambio es el mismo en todos los ángulos, incluido 180°.
- Sí, la retrodispersión 180° maximiza (1 − cos θ), lo que proporciona el mayor desplazamiento de longitud de onda posible para cualquier ángulo.
Roles de las variables
Lo que configuraste:
- Ángulo de dispersión θ (°)
Lo que mides:
- Desplazamiento de longitud de onda Δλ (pm)
Cómo se desarrolla la investigación
- Abra el preajuste compton-180 y presione Restablecer. La longitud de onda de los rayos X incidentes es 0.05 nm; el ángulo de dispersión se fija en 180°.
- Habilite la lectura del cambio de longitud de onda.
- Establezca el ángulo de dispersión para cada prueba (acercándose a 180°) y registre el cambio de longitud de onda.
Ecuación rectora
Compton Shift en retrodispersión — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
La fórmula de Compton Δλ = (h/m_ec)(1 − cos θ) se maximiza en θ = 180°, donde (1 − cos θ) = 2, dando el mayor cambio de longitud de onda posible: Δλ_max = 2h/(m_ec) ≈ 4.85 pm.
Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan
- Para una prueba, calcule Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Compare con la tabla. Confirmar que θ = 180° da Δλ = 2h/(m_ec), el valor máximo posible.
- Explique, usando (1 − cos θ), por qué 180° da el desplazamiento máximo: cos(180°) = −1, entonces (1 − cos θ) alcanza su mayor valor posible de 2 en ese ángulo.
Dónde aparece esto más allá del laboratorio
- En 180°, el fotón invierte completamente su dirección, transfiriendo el máximo momento posible al electrón (conservación del momento). Explique por qué la transferencia de momento máxima corresponde a la pérdida máxima de energía (y por lo tanto al aumento máximo de longitud de onda) del fotón.
- En θ = 0° (sin dispersión alguna), ¿a qué sería igual Δλ? ¿Tiene eso sentido físico para un fotón que no interactúa?
- AP Physics 2 — Unit 15: Modern Physics
- IB Physics — E.2 Quantum physics
- General High School Physics — Modern physics intro
- NGSS High School Physics — Wave-particle duality of light
- Bienvenido a Compton 180°
- Selecciona el montaje de Compton
- Pulsa Reproducir
- Desplazamiento máximo de Compton
- Abre el panel de propiedades
- ¡Lo lograste!
Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.
Abrir laboratorio interactivo →
Descargar ficha de laboratorio →